Il ciclo Hampson-Linde

L'equazione di Nernst quantifica la forza elettromotrice (FEM) reversibile o tensione a circuito aperto di una cella a combustibile in condizioni non standard. Essa collega il potenziale della cella ([latex]E[/latex]) al suo potenziale standard ([latex]E^0[/latex]), alla temperatura e alle attività (approssimate dalle pressioni parziali) dei reagenti e dei prodotti. L'equazione è [latex]E = E^0 - frac{RT}{nF} ln Q[/latex], dove Q è il quoziente di reazione.

I campi elettromagnetici di movimento sono generati quando un conduttore si muove attraverso un campo magnetico. La componente magnetica della forza di Lorentz, [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex], agisce sui portatori di carica all'interno del conduttore, facendoli muovere e creando una separazione di carica. Questa separazione genera un campo elettrico e una differenza di potenziale. Il campo elettromagnetico risultante è dato dall'integrale di linea [latex]\mathcal{E} = \oint (\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \cdot d\mathbf{l}[/latex].

Il rapporto di distribuzione (D) è un parametro di equilibrio fondamentale nell'estrazione liquido-liquido (LLE), definito come la concentrazione analitica totale di un soluto nella fase organica divisa per la sua concentrazione totale nella fase acquosa. [latex]D = \frac{[S]_{org,total}}{[S]_{aq,total}}[/latex]. A differenza del coefficiente di ripartizione (K_D), D tiene conto di tutte le specie del soluto, comprese le forme dissociate o complessate, il che lo rende dipendente dal pH.

La legge di Lorentz descrive la forza totale sperimentata da una carica puntiforme che si muove in un campo elettrico e magnetico combinato. È la somma della forza elettrostatica e della forza magnetica. L'equazione vettoriale che la governa è [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B})[/latex], dove [latex]q[/latex] è la carica, [latex]\mathbf{v}[/latex] è la sua velocità, [latex]\mathbf{E}[/latex] è il campo elettrico e [latex]\mathbf{B}[/latex] è il campo magnetico.

Inventata da Waldemar Jungner nel 1899, la batteria NiCd utilizza l'ossido di nichel idrossido (NiO(OH)) come elettrodo positivo e il cadmio metallico (Cd) come elettrodo negativo, con un elettrolita alcalino come l'idrossido di potassio (KOH). È nota per la sua lunga durata e le buone prestazioni a basse temperature, ma soffre dell'effetto memoria e della tossicità del cadmio.

Il potenziale elettrochimico assoluto di un singolo elettrodo non può essere misurato. I potenziali vengono invece misurati rispetto a un riferimento universalmente accettato. L'elettrodo standard per l'idrogeno (SHE) è il riferimento principale, a cui viene assegnato un potenziale di 0 volt esatti in condizioni standard (1 M di concentrazione [latex]H^+[/latex], 1 bar di gas [latex]H_2[/latex], 298 K). Tutti gli altri potenziali elettrodici standard sono riportati rispetto a questo punto zero.

L'equazione di Nernst mette in relazione il potenziale di riduzione di una semicella (o la tensione totale di una cella elettrochimica) con il potenziale standard dell'elettrodo, la temperatura e le attività (spesso approssimate dalle concentrazioni) delle specie chimiche in fase di ossidoriduzione. L'equazione è [latex]E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF} \ln Q[/latex], dove Q è il quoziente di reazione.

Nelle celle elettrochimiche, come le batterie e le celle a combustibile, i campi elettromagnetici sono generati da reazioni chimiche. La separazione della carica è determinata da reazioni di ossidazione e riduzione che avvengono su due elettrodi diversi. Il CEM massimo di una cella è legato alla variazione dell'energia libera di Gibbs ([latex]\Delta G[/latex]) della reazione mediante [latex]\mathcal{E} = -\frac{\Delta G}{nF}[/latex], dove [latex]n[/latex] è la mole di elettroni e [latex]F[/latex] è la costante di Faraday.

La chemiluminescenza, o chemioluminescenza, è l'emissione di luce (luminescenza) come risultato di una reazione chimica. Si forma un intermedio allo stato eccitato, indicato come [Prodotto]* (si noti l'asterisco spesso usato per questo). Questo intermedio decade poi in uno stato fondamentale di energia inferiore, rilasciando energia sotto forma di fotone. Il processo complessivo può essere rappresentato come [latex]A + B \rightarrow [Prodotto]* \rightarrow Prodotto + luce[/latex].

Le equazioni di Navier-Stokes con media di Reynolds (RANS) sono equazioni del moto mediate nel tempo per il flusso turbolento. Questo approccio, chiamato decomposizione di Reynolds, separa le variabili di flusso in una componente media e una componente fluttuante. Il processo di media introduce un termine aggiuntivo, il tensore degli sforzi di Reynolds, che rappresenta l'effetto della turbolenza e deve essere modellato per ottenere la chiusura, rendendo le simulazioni computazionalmente trattabili.

La temperatura di Curie ([latex]T_c[/latex]), o punto di Curie, è la temperatura critica al di sopra della quale alcuni materiali perdono le loro proprietà magnetiche permanenti. Per i materiali ferromagnetici, essi diventano paramagnetici al di sopra di [latex]T_c[/latex]. Si tratta di una transizione di fase in cui l'energia termica diventa abbastanza forte da superare le interazioni di scambio quantomeccaniche che causano l'ordinamento magnetico spontaneo dei momenti atomici.

L'effetto Zeeman è la scomposizione di una riga spettrale atomica in più componenti quando viene applicato un campo magnetico statico esterno. Questa scomposizione si verifica perché il campo magnetico interagisce con il momento di dipolo magnetico associato al momento orbitale e angolare di spin dell'atomo, spostando i livelli energetici dei suoi elettroni, un fenomeno cruciale per indagare la struttura atomica.

In un sistema all'equilibrio termodinamico, il potenziale elettrochimico, [latex]\bar{\mu}_i[/latex], per qualsiasi specie carica `i` deve essere uniforme in tutte le fasi. Se esiste un gradiente ([latex]\nabla \bar{\mu}_i \neq 0[/latex]), gli ioni si sposteranno spontaneamente dalle regioni a potenziale più alto a quelle a potenziale più basso, creando una corrente o un flusso, fino a quando questo gradiente non sarà eliminato e l'equilibrio ristabilito.

La termite possiede un'energia di attivazione molto elevata, che la rende stabile a temperatura ambiente e difficile da accendere. L'accensione richiede il raggiungimento di temperature di circa 1.300 °C (2.400 °F). Questo si ottiene in genere non con una fiamma diretta, ma con un iniziatore intermedio ad alta temperatura, come un nastro di magnesio in combustione o una miccia pirotecnica appositamente progettata, che fornisce l'energia localizzata necessaria per avviare la reazione.